干细胞治疗卵巢早衰、子宫内膜受损的研究进展(全文)

1、干细胞治疗卵巢早衰、子宫内膜受损的研究进展（全文）干细胞可定向分化为不同胚层的功能细胞，自体移植可修复受损组织、改善组织器官功能。目前在各系统疾病尤其是退行性疾病和器官功能衰竭的治疗中备受重视，被认为是解决这类疾病的新希望。生殖系统疾病多因功能障碍或结构受损导致生殖能力减弱，不同来源的干细胞可通过多种机制改善生殖器官功能，恢复生育能力，已成为目前的研究热点。现就生殖系 统疾病的干细胞治疗作用及机制研究进展做一简要综述。卵巢早衰（ POF ）POF 以卵巢功能过早衰竭为主要临床表现， 临床生殖激素检查多表现为雌 激素水平降低和促性腺激素水平增高。目前常规的治疗方法难以恢复卵巢 的正常功能，而多种

2、来源干细胞治疗 POF 的研究已取得了令人振奋的结 果，成为临床治疗 POF 的理想选择。Chen 等的一项针对干细胞治疗 POF 的荟萃分析显示， 纳入研究的多种来 源干细胞包括人脐带 MSC 、脂肪来源的干细胞、源自人诱导的多能干细 胞（PSC）的卵巢颗粒样细胞、人羊膜上皮细胞、人脐带血单核细胞、人 子宫内膜 MSC 、骨髓来源的 MSC 、皮肤来源的 MSC 及 microRNA-17-3p 转染的人诱导的PSC,其干细胞移植均可以增加 POF模型动物的卵巢重 量，平衡血清激素水平， 增加妊娠次数以及恢复生育能力， 显著改善了 POF模型动物的卵巢功能，证明了干细胞移植治疗 POF 的潜

3、力推测干细胞的疗效可能归因于干细胞的分化、归巢和旁分泌功能。- 1 - 骨髓间充质干细胞（ BMSC ）：2016 年有研究人员将 BMSC 移植到 10 例 POF 患者卵巢中， 数月后患者的Edessy卵巢储备评分（EORS）均有所改善，2例恢复月经，且有1例 在 11 个月后怀孕并分娩健康足月婴儿。Gabr 等的一项针对 30 例 POF 患者的实验中，有 26 例在移植了自体 BMSC 后雌激素、抗苗勒管激素（ AMH ）水平上升， FSH 水平下降，其 中18 例重新排卵，且有 1 例自然妊娠。而在动物实验方面， Mohamed 等对化疗诱导的卵巢功能衰竭模型小鼠的 卵巢内注射干细胞

4、，结果发现小鼠卵巢激素水平和卵泡发育均有所改善。也有研究对静脉注射的 BMSC 进行了追踪，发现卵巢和髓质中 BMSC 的 数量大于皮质，但在卵泡和黄体中未发现 BMSC 。Fu 等的研究发现， 过表达 miR-21 的 BMSC 移植可抑制 POF 模型大鼠的 颗粒细胞凋亡，使卵巢重量和卵泡数量增加、激素水平升高，这可能与过 表达 mir-21 的 BMSC 下调了凋亡相关基因 PTEN 和 PDCD4 表达有关。而 Yang 等发现，应用 BMSC 治疗环磷酰胺诱导的 POF 模型大鼠的衰竭 卵巢时， BMSC 来源外泌体中的 miR-144-5p 抑制颗粒细胞的凋亡， 促进 卵巢功能的恢

5、复。Chen 等对 BMSC 先进行了热休克处理，再注入 POF 模型大鼠的双侧卵 巢，结果显示卵巢重量、雌二醇水平以及不同阶段的卵泡数量增加，卵泡 刺激素水平下降，颗粒细胞凋亡减少。更重要的是，经过预处理的 BMSC 对化疗期间的微环境耐受性增强，一定程度上解决了移植细胞存活率低的 问题。- 2 - 羊水干细胞（ AFSC ）：AFSC 形态学特征、免疫表型和中胚层分化潜能与间充质干细胞类似，增 殖比 MSC 更快，可以表达多能性标志物 -八聚体结合转录因子（ OCT4 ）。 因其处于原始阶段，免疫原性较低、易于获取，为再生医学提供了新的干 细胞来源。Xiao 等发现， AFSC 移植可以通

6、过预防卵泡闭锁和维持健康卵泡的机制来 改善化疗所致 POF 小鼠的生殖能力， 但在体内并未发现 AFSC 分化成的颗 粒细胞和生殖细胞。另一项针对 AFSC 外泌体的研究证实， AFSC 来源的外泌体通过下调 miR-146a 和 miR-10a 两种微小 RNA ，能够预防化疗所致 POF 小鼠的卵 巢滤泡闭锁，由此认为 miR-10a 具有作为治疗 POF 的新型试剂的潜力。- 3 - 胎盘源性 MSC （ ES-MSC ）：有研究比较了 ES-MSC 与 BMSC 对化疗所致 POF 大鼠卵巢功能的保护作 用，发现 ES-MSC 也可以保护卵巢组织结构，恢复卵巢功能，改善生育能 力，且

7、ES-MSC 相较于 BMSC 增殖能力更高，更易获取。Yoon 等发现，人胎盘源性 MSC （hES-MSC ）能够修复顺铂所致的卵巢 结构和功能损伤，妊娠率和活产率也得到显著改善。 Liu 等则发现，静脉 移植 ES-MSCs 的细胞外囊泡可通过 PI3K-AKT 信号通路促进颗粒细胞增 殖，改善卵巢功能，为干细胞治疗 POF 提供了另一种思路。- 4 - 脐带 MSC （ UCMSC ）：Elfayomy 等研究发现， 人脐带血 MSC （hUCMSC ）可以通过调节细胞角 蛋白8/18 （CK 8/18 ）、转化生长因子-B（TGF- B）和增殖细胞核抗原（ PCNA ）的组织表达，

8、以及对卵巢上皮细胞和 /或间接富集卵巢细胞的直接触发作用来恢复注射紫杉醇后的大鼠卵巢功能，这些分子在调节卵泡发生和抑制胱天蛋白酶 3（ CASP-3 ）诱导的细胞凋亡中发挥重要作用Wang 等的研究也证实了 hUCMSC 可以促进颗粒细胞增殖，改善卵巢功 能，且改善程度与 hUCMSC 剂量呈正相关。有研究发现， hUCMSC 是通过促进血红素加氧酶 -1 （ HO-1 ）表达来改善 卵巢功能的。另有研究比较了静脉注射和卵巢原位注射两种移植 hUCMSC 的方法疗 效，结果显示静脉注射组比卵巢原位注射组更有利于恢复卵巢功能，同时 检测发现超氧化物歧化酶 2 和抗凋亡酶的基因 CAT 表达增加，

9、推测 hUCMSC 的作用机制与其抗细胞氧化和抗凋亡相关。子宫属于空腔脏器，干细胞因缺少附着点导致其存活率较低，达不到预期 效果，因此人们将干细胞附着于生物材料上以延长其在卵巢组织中的停留 时间。研究者将 hUCMSC 与可降解的胶原蛋白共同制成凝胶状支架，体外实验 发现，胶原 / hUCMSC 凝胶支架上的干细胞可以通过叉头状转录因子3a（ FOXO3a ）和 FOXO1 的磷酸化激活原始卵泡；体内实验将胶原 / hUCMSC 凝胶支架移植到 8 例 POF 患者的卵巢中，发现其可改善卵巢整 体功能，且移植后 2 例 POF 患者妊娠成功- 5 - 脂肪来源干细胞（ ADSC ）：Su 等研

10、究发现， 胶原/ ADSC 的共同移植可以延长 ADSC 在卵巢中的停留 时间，并有助于改善卵巢损伤大鼠的卵巢功能及生育能力。- 6 - 经血来源 MSC （MenSCs ）： 大多数类型的干细胞要么难以获得，要么获取涉及侵入性操作，而MenSCs 比较容易获取。Wang 等认为 MenSCs 有间充质干细胞样特性，通过小鼠尾静脉输注MenSCs ，发现 MenSCs 可以抑制颗粒细胞凋亡、卵巢间质纤维化，改善 卵巢微环境，从而增加卵泡数量，恢复性激素水平，在此过程中发现移植 的 MenSC 定向迁移至卵巢间质，但没有直接分化为卵母细胞。 图片子宫内膜受损子宫内膜损伤在临床上较为多见， 病因主

11、要为 Asherman 's 综合征或称宫腔粘连（IUA ）0子宫内膜受损使宫腔部分或全部闭塞，从而导致月经异常、 不孕或不良妊娠结局等- 1 - 骨髓干细胞( BMDSC )：一项应用 BMDSC 治疗 11 例 Asherman 's 综合征患者和 5 例子宫内膜萎 缩患者的实验性研究中， 15 例患者在干细胞治疗 2 个月后子宫内膜增厚， 新生血管形成且月经恢复，其中 3 例患者自发怀孕。动物实验方面， 通过尾静脉注射移植 BMDSC 后，大鼠子宫内膜显著增厚， 内膜标记物如细胞角蛋白、 波形蛋白、整合素aBY和白血病抑制因子的表 达显著增强，而促炎细胞因子如肿瘤坏死因子

12、 -a(TNF- a)和白细胞介素 -1 B mRNA 表达显著下调，故认为 BMDSC 可能通过其迁移分化和免疫 调节发挥作用。早前有研究发现，在体外适当条件下， BMDSC 可向子宫内膜上皮细胞分 化，且17 B雌二醇可能在此过程中发挥重要作用。但 Ong 等研究发现，在子宫内膜中未观察到骨髓干细胞衍生的基质、粘 膜上皮或内皮细胞， 而是一些巨噬细胞， 这些巨噬细胞在基质中分布广泛， 可迁移到上皮和血管区，很容易被误认为是骨髓来源的子宫内膜细胞，据 此他们认为骨髓干细胞不太可能分化为子宫内膜基质、上皮细胞和内皮细 胞。但不管其分化结果如何， 临床试验和动物实验都证实了 BMDSC 可改善子

13、宫内膜损伤0Zhou等将富血小板血浆（PRP）与BMDSC联合应用于IUA模型大鼠， 发现 PRP 激活后通过释放的胰岛素样生长因子 1 和白细胞介素 10 促进 BMDSC 分化，使治疗效果更加显著0还有研究提取了 BMDSC 的外泌体注射到 IUA 小鼠模型中， 发现也能够修 复受损的子宫内膜，体外培养能促进细胞增殖和细胞迁移0这些研究都另辟蹊径，从其他角度证实了 BMDSC 的功效0- 2 - 脐带 MSC （UCMSC ）：体外适当条件下， UCMSC 可分化为子宫内膜上皮细胞0有研究者将胶原 /UCMSC 凝胶支架移植到 26 例 IUA 患者子宫腔中，结 果显示患者的平均子宫内膜厚

14、度增加， 宫内粘连评分低于治疗前； 随访 30 个月，截止结束时 26 例患者中有 10 例已经怀孕，其中 8 例分娩，并无 明显的并发症0吴林等使用冻干羊膜联合 hUCMSC 移植入 IUA 患者宫腔内，结果显示可 有效改善 IUA ，促进内膜的再生修复0 Zheng 等通过标记发现移植的 hUCMSC 大部分分布于子宫内膜和腺体的 间质，上皮则较少，提示 hUCMSC 具有分化为上皮细胞、血管内皮细胞 和雌激素受体细胞的能力，可以增加血液供应，抑制纤维化，并改善 IUA 模型的生育能力。- 3 - 经血来源 MSC (MenSCs )：一项关于 7 例重度 Asherman 's

15、综合征患者自体移植 MenSCs 的实验研 究发现，有 5 例患者的子宫内膜厚度显著增厚，其中 4 例患者接受了冻融 胚胎移植， 3 例成功受孕。Ma 等同样在 12 例 IUA 患者的实验中取得良好进展， MenSCs 自体移植 后，患者均有子宫内膜增厚，且有 5 例成功妊娠。另一项体外研究将 hMenSCs 移植到子宫内膜机械损伤模型小鼠的子宫腔 中，结果显示移植组子宫内膜厚度增加， 妊娠率增加， 认为 MenSCs 可能 通过促进波形蛋白、血管内皮生长因子（VEGF ）和角蛋白的表达促进小鼠子宫内膜病变的修复。为研究 MenSCs 的信号通路， Zhu 等使用米非司酮损伤人胚胎干细胞，

16、随后与 MenSCs 共培养，发现 MenSCs 显著恢复了受损胚胎干细胞的增殖和迁移能力，并且上调了P-AKT, P-p38 , VEGF和连环蛋白的蛋白表达， 因此该研究认为 AKT 和 p38 信号通路可能参与了 MenSCs 恢复细 胞损伤的过程。Chen 等则发现与尾静脉注射相比， 通过宫内支架移植 MenSCs 更能促进 IUA 大鼠子宫内膜再生。 Chang 等对 MenSCs 的移植安全性进行了研究， 发现移植后 IUA 大鼠无急性、亚慢性、慢性中毒、感染、肿瘤发生及子宫 内膜异位症。MenSCs 优势众多，但对于经血量少甚至闭经的患者，会存在 MenSCs 收集困难的问题，在

17、临床应用中应加以注意。- 4 - 脂肪来源干细胞( ADSC )： 研究证实，骨髓源性、胚胎源性和经血源性干细胞均对子宫内膜损伤有改 善作用，但这些干细胞来源数量少且存在伦理争议、 收集困难等实际问题。ADSC 来源广泛，且更易实现自体移植，伦理争议及免疫排斥少，逐渐成 为修复子宫内膜的干细胞来源之一。孔德胜等将 ADSC 进行原位肌层间注射移植， 发现对子宫内膜的改善效果 不明显， 而使用小肠黏膜下基质与 ADSC 复合移植后， 可显著改善子宫内 膜病理形态学指标，促进内膜生长，减少纤维化，提高内膜容受性，改善妊娠结局。近期的一项研究发现， 将含有脂肪干细胞的脂肪组织注入 IUA 患者的子宫

18、 后，患者月经情况得到不同程度的恢复，但并未提高妊娠率。Zhao 等研究证实， ADSC 来源的外泌体可促进子宫内膜再生和生育能力 恢复，故子宫局部应用 ADSC 外泌体有望成为治疗严重宫腔粘连和不孕症 的一种有前途的治疗策略。- 5 - 胎盘源性 MSC ( PMSC) ：PMSC 具有取材无创性、来源丰富、标本易于获取，且免疫原性低，可多 向分化等优势，但目前相关研究还比较少。有研究比较了宫腔局部或尾静脉注射同种异体胎盘间充质干细胞两种方式，发现均可不同程度地修复大鼠子宫内膜损伤组织，增加子宫内膜腺体 数量，改善子宫内膜容受性，其中尾静脉组移植取得的效果更佳。 图片盆腔脏器脱垂( POP

19、)POP 是困扰围绝经期和绝经期患者的一种疾病， 常用的治疗方法是植入合 成网，然而合成网植入后的严重并发症限制了其应用，因此将干细胞应用 于 POP 的治疗也应运而生，通过将多种干细胞接种到合成网上植入患者 体内，以提高网状物的生物相容性，从而改善其生物力学行为，有效修复盆底0- 1 - 子宫内膜间充质干细胞（ eMSC ）：eMSC 因其存在位置较其他来源的 MSC 对于修复盆底脏器更具有优势， 且更易方便获取，成为一个有潜力的干细胞来源0Chen 等在体外诱导eMSC分化为阴道平滑肌细胞（SMC ），为eMSC治疗POP提供了理论 基础0Mukherjee 等将 eMSC+ 纳米纤维网植入模型小鼠皮肤创伤处， 可以有效 减轻急性炎症反应，促进胞外基质合成、血管生成和抗炎基因表达，形成 新的胶原，提示 eMSC+ 纳米纤维网能促进创伤愈合，可以作为治疗 POP 的替代性外科结构0- 2 - 骨骼肌来源干细胞（ MDSC ）：MDSC 已从人体骨骼肌中分离出来，体外和体内均可分化为骨骼肌肌管、 成骨细胞、软骨细胞和神经细胞0研究发现，来自成人组织（如骨髓或骨 骼肌）的干细胞比胚胎干细胞具有更低的癌变和免疫排斥风险 此前研究将 MDSC 覆盖在支架上植入模型大鼠，结果显示 MDSC 复合支 架可刺激上皮形成并保